CA2903249A1 - Dispositif de dosage d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur - Google Patents

Abstract

Dispositif de dosage d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur comprenant une vanne de dosage (21), et un dispositif de régulation de pression maintenant une différence de pression constante entre l'aval et l'amont de la vanne de dosage (21), dans lequel la vanne de dosage (21) comprend un siège (31), muni d'un orifice d'entrée (31e) et d'un orifice de sortie (31s), un obturateur (32), disposé au sein du siège (31), et un actionneur, pilotant la position de l'obturateur (32), et dans lequel l'obturateur (32) définit un passage entre l'orifice d'entrée (31e) et l'orifice de sortie (31s) dont la section minimale est variable en fonction de la position de l'obturateur (32) le long d'une course s'étendant entre une butée inférieure et une butée supérieure et passant par une position seuil. Selon l'invention, l'obturateur (32) est configuré de sorte que, d'une part, la section minimale dudit passage, et donc le débit de carburant passant à travers la vanne (21), croit linéairement en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur entre la butée inférieure et la position seuil et que, d'autre part, la section minimale dudit passage, et donc le débit de carburant, croit quadratiquement, ou plus rapidement, en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur entre la position seuil et la butée supérieure.

Description

DISPOSITIF DE DOSAGE D'UN CIRCUIT D'ALIMENTATION EN
CARBURANT D'UN MOTEUR
DOMAINE DE L'INVENTION
Le présent exposé concerne un dispositif de dosage d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur.
Il peut être utilisé pour doser le carburant alimenté dans tout type de moteur thermique et notamment dans des turbomachines d'hélicoptère ou d'avion.
ETAT DE bet TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans un hélicoptère, le circuit carburant de la turbomachine remplit typiquement plusieurs fonctions : il permet d'aspirer le carburant depuis le réservoir, de le mettre en pression, de réaliser son dosage suivant la consigne du calculateur, et enfin de distribuer le carburant aux injecteurs.
Pour réaliser le dosage du carburant, le circuit carburant peut comprendre un doseur équipé d'une vanne pilotable. Différentes lois de dosage sont utilisables pour piloter cette vanne.
Certains doseurs classiques utilisent des lois linéaires : selon une telle loi, le débit de carburant réglé par la vanne croit linéairement avec le déplacement de l'obturateur de la vanne le long de sa course.
Toutefois, de tels doseurs de type linéaire sont mal adaptés pour tenir des plages de débit élevé en raison de la pente constante de la loi de dosage depuis le débit minimal. En outre, cette loi ne permet des growths , c'est-à-dire des augmentations de débits carburant nominaux tout en conservant l'architecture du circuit carburant existante, que de faible ampleur, la résolution à bas débit d'un tel système de dosage devant être préservée.
D'autres doseurs connus utilisent des lois exponentielles : selon une telle loi, le débit de carburant réglé par la vanne croit exponentiellement avec le déplacement de l'obturateur de la vanne le long de sa course. Toutefois, de tels doseurs sont complexes d'utilisation en cas de défaillance de l'actionneur pilotant la vanne en raison du caractère non linéaire de leur loi de dosage mal adapté aux pilotages incrémentaux (pilotage par un moteur pas-à-pas par exemple) : dans un tel cas, une petite erreur sur la position de l'obturateur, une perte de pas par exemple,

2 peut entraîner une grande erreur sur le dosage du carburant. En outre, le réglage de tels doseurs est également difficile en cas de retarage de la différence de pression régnant de part et d'autre de la vanne puisque le gain engendré par un tel retarage n'est pas constant sur la pente de la loi de dosage.
Il existe donc un réel besoin pour un dispositif de dosage d'un circuit d'alimentation en carburant qui soit dépourvu, au moins en partie, des inconvénients inhérents aux dispositifs de dosage connus précités.
PRESENTATION DE L'INVENTION
Le présent exposé concerne un dispositif de dosage d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur comprenant une vanne de dosage et un dispositif de régulation de pression maintenant une différence de pression constante entre l'aval et l'amont de la vanne de dosage, dans lequel la vanne de dosage comprend un siège, muni d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie, un obturateur, disposé au sein du siège, et un actionneur, pilotant la position de l'obturateur, et dans lequel l'obturateur définit un passage entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie dont la section minimale est variable en fonction de la position de l'obturateur le long d'une course s'étendant entre une butée inférieure et une butée supérieure et passant par une position seuil. L'obturateur est configuré de sorte que, d'une part, la section minimale dudit passage, et donc le débit de carburant passant à travers la vanne, croit linéairement en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur entre la butée inférieure et la position seuil et que, d'autre part, la section minimale dudit passage, et donc le débit de carburant, croit quadratiquement, ou plus rapidement, en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur entre la position seuil et la butée supérieure.
En application du théorème de Bernoulli, la différence de pression entre l'aval et l'amont de la vanne de dosage étant maintenue constante par le dispositif de régulation de pression, la vitesse du carburant circulant dans le dispositif de dosage est constante. Dès lors, le débit de carburant traversant la vanne de dosage est directement proportionnel à la section minimale du passage de la vanne. Ainsi, à qualité d'écoulement donnée, le débit de carburant est complètement déterminé par la valeur de la différence de pression entre l'aval et l'amont de la vanne de dosage,

3 maintenue constante, et la position de l'obturateur au sein du siège de la vanne.
Cette position de l'obturateur est repérée par une coordonnée pouvant varier entre une coordonnée minimale, correspondant à la position de butée inférieure de l'obturateur, et une coordonnée maximale, correspondant à la position de butée supérieure de l'obturateur, ces positions de butée inférieure et supérieure définissant les bornes de la course maximale de l'obturateur : une telle coordonnée peut indifféremment être définie par un nombre de pas, un angle ou une distance parcourue depuis la butée inférieure, ou tout autre position de référence, ou par un rapport de distance vis-à-vis de la course maximale de l'obturateur, ou encore par tout autre unité adaptée.
Ainsi, dans un tel dispositif de dosage, lorsque l'obturateur se déplace depuis la butée inférieure vers la position seuil, le débit de carburant augmente linéairement : dans ce domaine de positions, le débit de carburant est ainsi une fonction affine de la coordonnée de la position de l'obturateur. Autrement dit, pour chaque pas de l'obturateur, le débit de carburant augmente, ou diminue, d'une quantité donnée.
En revanche, lorsque l'obturateur se déplace depuis la position seuil vers la butée supérieure, le débit de carburant augmente quadratiquement ou plus rapidement : dans ce domaine de positions, le débit de carburant est ainsi une fonction du deuxième degré de la coordonnée de la position de l'obturateur, ou de degré supérieure, ou exponentielle, ou encore de tout type dont le taux de croissance est plus important que celui d'une fonction du deuxième degré.
Ainsi, grâce à ce dispositif de dosage, il est possible de bénéficier d'une résolution élevée, c'est-à-dire d'un réglage fin du débit pour chaque pas de l'obturateur, dans un domaine principal de positions de l'obturateur tout en rendant possible des pointes de débit, et donc des pointes de puissance pour le moteur, dans un deuxième domaine de positions de l'obturateur dont l'étendue peut être réduite. En outre, on bénéfice d'une forte robustesse du dosage dans le domaine principal puisqu'une petite erreur de positionnement de l'obturateur, suite à une défaillance de l'actionneur ou d'un résolveur par exemple, n'altère que faiblement le débit obtenu par rapport à la consigne, les erreurs de dosage plus importantes pouvant survenir dans le second domaine étant moins

4 critiques compte tenu des débits élevés recherchés, de telles occasions nécessitant des pointes de débit étant par ailleurs peu fréquentes.
De plus, un tel dispositif de dosage se prête bien à des augmentations de débits carburant nominaux ultérieures à sa conception :
en effet, un tel dispositif peut atteindre dans son deuxième domaine des débits élevés compatibles avec l'augmentation des débits nominaux, tout en conservant sa robustesse dans son domaine principal. Il se prête également facilement à des retarages de la différence de pression entre l'aval et l'amont de la vanne de dosage, menés dans le but d'augmenter globalement le débit traversant la vanne, en raison de la facilité de recalibration offerte par le caractère linéaire de son domaine principal.
Dans cet exposé, on entend par le terme butée une borne de la course prévue pour l'obturateur : une telle position de butée peut être matérialisée par une butée mécanique effective bloquant l'obturateur au-delà d'un certain point. Toutefois, dans certains modes de réalisation, le dispositif de dosage peut être dépourvu de telles butées mécaniques, le calculateur interdisant alors le déplacement de l'obturateur au-delà de ces positions de butées telles qu'elles ont été programmées.
Dans certains modes de réalisation, le dispositif de dosage est configuré de sorte que la valeur de la section minimale du passage de la vanne de dosage est continue au voisinage de la position seuil de l'obturateur.
Dans certains modes de réalisation, la section minimale dudit passage croit quadratiquement en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur entre la position seuil et la butée supérieure.
Dans d'autres modes de réalisation, la section minimale dudit passage croit exponentiellement en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur entre la position seuil et butée supérieure.
Dans certains modes de réalisation, la position seuil correspond à la position de l'obturateur dans laquelle le débit de carburant passant à
travers la vanne est égal à un débit nominal de fonctionnement du moteur. Ainsi, le dispositif de dosage est amené à travailler essentiellement dans le domaine de positions compris entre la butée inférieure est la position seuil, c'est-à-dire dans le domaine linéaire où la résolution et la robustesse du dispositif de dosage est la plus importante.
En revanche, lorsque le moteur nécessite une puissance plus importante, et donc un débit de carburant plus élevé, en situation d'urgence par exemple, l'obturateur peut dépasser la position seuil pour atteindre rapidement la pointe de débit demandée.
Dans certains modes de réalisation, la butée inférieure correspond à la position de l'obturateur dans laquelle le débit de carburant est nul. De cette manière, le dispositif de dosage peut interrompre complètement la circulation de carburant.
Dans certains modes de réalisation, ledit moteur est un moteur d'aéronefs et ledit débit nominal de fonctionnement du moteur est le débit nominal de croisière ou le débit nominal de décollage.
Dans certains modes de réalisation, la butée supérieure correspond à la position de l'obturateur dans laquelle le débit de carburant est égal au débit maximal d'urgence du moteur. Ainsi, le dispositif de dosage est capable de fournir au moteur le débit maximal lui permettant de répondre aux situations d'urgence, par exemple la perte d'un moteur sur un appareil équipé de plusieurs moteurs.
Dans certains modes de réalisation, la position seuil se situe à une coordonnée comprise entre 50% et 90% de la course de l'obturateur depuis la butée inférieure jusqu'à la butée supérieure, de préférence entre 60% et 80% de cette course. Ainsi, on réserve une majeure partie de la course pour le domaine linéaire qui est celui présentant la meilleure résolution et la plus grande robustesse, le domaine de croissance quadratique, ou plus rapide, pouvant quant à lui être moins étendu tout en conservant la possibilité d'atteindre des débits élevés.
Dans certains modes de réalisation, l'obturateur est un boisseau entraîné en rotation autour de son axe central par l'actionneur et ledit boisseau possède une bague obturatrice configurée pour obturer une section variable de l'orifice d'entrée, la largeur axiale de ladite bague obturatrice étant constante entre un azimut de butée inférieure et un azimut de seuil et diminuant linéairement entre ledit azimut de seuil et un azimut de butée supérieure.
Dans certains modes de réalisation, l'obturateur est une came entraînée en rotation autour de son axe central par l'actionneur et ladite came possède une épaisseur radiale variable réalisant un jeu radial variable entre l'orifice d'entrée et la came, ladite épaisseur radiale diminuant linéairement entre un azimut de butée inférieure et un azimut de seuil et quadratiquement entre ledit azimut de seuil et un azimut de butée supérieure.
Dans certains modes de réalisation, la course angulaire de l'obturateur s'étend sur une amplitude de 70 à 1500, de préférence environ 85 .
Dans certains modes de réalisation, l'obturateur est un pointeau entraîné axialement le long de son axe central par l'actionneur et ledit pointeau est mobile au sein d'un passage de restriction avec lequel il réalise un jeu radial variable.
Dans certains modes de réalisation, l'actionneur est un moteur pas-à-pas. Un tel moteur pas-à-pas permet une précision ett donc une résolution importante.
Dans certains modes de réalisation, ce moteur pas-à-pas est dépourvu de réducteur. Ceci permet une réduction de masse et de coût tout en améliorant la fiabilité du dispositif.
Dans certains modes de réalisation, le dispositif de régulation de pression est un clapet différentiel.
Le présent exposé concerne également une turbomachine comprenant un circuit d'alimentation en carburant équipé d'un dispositif de dosage selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents.
Le présent exposé concerne également un hélicoptère comprenant une turbomachine selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents.
Les caractéristiques et avantages précités, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, d'exemples de réalisation du dispositif de dosage proposé. Cette description détaillée fait référence aux dessins annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les dessins annexés sont schématiques et visent avant tout à
illustrer les principes de l'invention.
Sur ces dessins, d'une figure (FIG) à l'autre, des éléments (ou parties d'élément) identiques sont repérés par les mêmes signes de référence. En outre, des éléments (ou parties d'élément) appartenant à
des exemples de réalisation différents mais ayant une fonction analogue sont repérés sur les figures par des références numériques incrémentées de 100, 200, etc.
La FIG 1 est un schéma d'ensemble d'un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachine comprenant le dispositif de dosage selon l'invention.
La FIG 2A est une vue en coupe axiale d'un premier exemple de réalisation de la vanne de dosage.
La FIG 2B est une vue en perspective de l'obturateur de la vanne de la FIG 2A.
La FIG 2C est une vue développée et schématique de la bague obturatrice de l'obturateur de la FIG 2B.
La FIG 2D est une vue de dessus de la bague obturatrice de l'obturateur de la FIG 2B.
La FIG 3 et un graphe représentant l'évolution du débit de carburant en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur.
La FIG 4A est une vue en coupe axiale d'un deuxième exemple de réalisation de la vanne de dosage.
La FIG 4B est une section selon le plan B-B de la FIG 4A.
La FIG 5 est une vue en coupe axiale d'un troisième exemple de réalisation de la vanne de dosage.
DESCRIPTION DETAILLEE D'EXEMPLES DE REALISATION
Afin de rendre plus concrète l'invention, des exemples de dispositifs de dosage sont décrits en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Il est rappelé que l'invention ne se limite pas à ces exemples.
La FIG 1 représente schématiquement un circuit d'alimentation en carburant 1 d'une turbomachine d'hélicoptère. Un tel circuit d'alimentation en carburant 1 comprend une pompe basse pression 11, un circuit de filtration, de réchauffage, et de purge d'air 12, une pompe haute pression 13, un dispositif de dosage 14, un système d'arrêt 15, un système de distribution 16 et des injecteurs 17, le carburant traversant chacun de ces éléments depuis le réservoir 10 jusqu'à la chambre de combustion 18 de la turbomachine.
Le carburant circule au sein du dispositif de dosage 14 à travers une ligne principale 20p sur laquelle s'interpose une vanne de dosage 21 pilotée par un actionneur 22. Dans cet exemple de réalisation, cet actionneur 22 est un moteur pas-à-pas dépourvu de réducteur et commandé par le calculateur de la turbomachine. Le dispositif de dosage 14 comprend en outre une ligne de rétroaction 20r connectée de part et d'autre de la vanne 21 et sur laquelle s'interpose un clapet différentiel 23 configuré pour réguler la différence de pression AP régnant entre l'aval et l'amont de la vanne 21. En outre, le dispositif de dosage 14 comporte un clapet additionnel de niveau 24 en aval de la vanne de dosage 21.
Par application du théorème de Bernoulli, la différence de pression AP étend maintenue constante et les différences d'attitudes étant négligeable, le débit de carburant passant à travers la vanne de dosage 21 est directement réglé par la section de passage offerte par la vanne 21.
Les FIG 2A à 2D illustrent un premier exemple de réalisation d'une telle vanne 21 dont la section de passage est variable. Cette vanne 21 comprend un siège 31 muni d'un orifice d'entrée 31e et d'un orifice de sortie 31s dans lequel est introduit un boisseau 32 connecté à son actionneur 22 par un arbre 33 d'axe A. Le boisseau 32 est supporté par des roulements à billes 34 qui lui permettent de tourner librement au sein du siège 31 lorsqu'il est piloté par l'actionneur 22. En outre, des dispositifs de rattrapage de jeu axial et angulaire peuvent être prévus pour supprimer d'éventuels jeux axiaux ou angulaires pouvant affecter la position du boisseau 32.
Ce boisseau 32, de forme sensiblement cylindrique d'axe A, comprend une bague annulaire 41 qui, lorsque le boisseau 32 est inséré
dans le siège 31, se positionne devant l'orifice d'entrée 31e. Cette bague annulaire 41 possède une largeur axiale L variable de manière à obturer une section plus ou moins importante de l'orifice d'entrée 31e en fonction de la position du boisseau 32 par rapport au siège 31. Ainsi, comme cela représenté sur les FIG 2C et 2D, en arrière d'un point de butée inférieure 42, d'azimut a2 nul par convention, la largeur axiale L de la bague obturatrice 41 est suffisante pour obturer complètement l'orifice d'entrée 31e de la vanne 21. Puis, entre ce point de butée inférieure 42 et un point de seuil 43 d'azimut a3, la largeur axiale L est constante mais plus faible qu'en amont du point de butée inférieure 42 de manière à ouvrir en partie l'orifice d'entrée 31e de la vanne 21. En progressant alors jusqu'au point de seuil 43, la surface de passage libérée au niveau de l'orifice d'entrée 31e augmente linéairement. En continuant de progresser le long de la bague obturatrice 41 dans le sens horaire à partir du point de seuil 43, la largeur axiale L diminue ensuite linéairement, c'est-à-dire proportionnellement à la distance parcourue depuis le point de seuil 43, jusqu'à un point de butée supérieure 44 d'azimut a4, de sorte que la surface de passage libérée au niveau de l'orifice d'entrée 31e augmente quadratiquement entre le point de seuil 43 et le point de butée supérieure 44.
Ainsi, grâce à une telle bague obturatrice 41, il est possible d'obtenir une loi de dosage linéo-quadratique du carburant telle que représentée sur la FIG 3. Sur ce graphe, il est possible d'observer l'évolution du débit de carburant en fonction de la position du boisseau 32 repérée par l'angle qu'il forme avec le siège 31.
Lorsque que le boisseau 32 est dans sa position de butée inférieure, dont la coordonnée angulaire b2 est conventionnement nulle, l'extrémité
de l'orifice d'entrée 31e du siège 31 fait face au point de butée inférieure 42 de la bague obturatrice 41 : la bague obturatrice 41 s'interpose alors complètement devant l'orifice d'entrée 31e; la consigne de débit est donc nulle et on constate alors sur la FIG 3 que le débit de carburant dans cette position de butée inférieure est effectivement nul ou quasi-nul à un éventuel débit de fuite minime près. Dans d'autres exemples de réalisation, la largeur axiale L de la bague obturatrice 41 en arrière du point de butée inférieure 42 pourrait être choisi pour assurer un débit minimal non nul.
Lorsque le boisseau 32 est dans sa position seuil, repérée par la coordonnée angulaire b3, l'extrémité de l'orifice d'entrée 31e du siège 31 fait face au point de seuil 43 de la bague obturatrice 41: la largeur axiale L de la bague obturatrice 41 entre le point de butée inférieure 42 et ce point de seuil 43 est choisie de manière à ce que la surface de passage à
ce point de seuil 43 corresponde à un débit nominal DN de la turbomachine. Dans cet exemple de réalisation, ce débit nominal DN est celui correspondant à la puissance maximum de décollage PMD au niveau du sol ; il peut toutefois également correspondre à la puissance maximum de croisière PMC au niveau du sol. Dans cet exemple de réalisation, la position seuil du boisseau 32 est situé à environ 66% de sa course depuis la butée inférieure jusqu'à la butée supérieure, soit à une coordonnée angulaire b3 d'environ 55 .

Lorsque le boisseau 32 est dans sa position de butée supérieure, repéré par la coordonnée angulaire b4, l'extrémité de l'orifice d'entrée 31e du siège 31 fait à peu près face au point de butée supérieure 44 de la bague obturatrice 41 : la largeur axiale L de la bague obturatrice 41 au niveau de ce point de butée supérieure 44 est choisie de manière à ce que la surface de passage à ce point de butée supérieure 44 corresponde à un débit maximal d'urgence DU de la turbomachine. Dans cet exemple de réalisation, ce débit d'urgence DU correspond au débit réglementaire OEI
( One Engine Inoperative ). Dans cet exemple de réalisation, la course maximale du boisseau 32 depuis la butée inférieure jusqu'à la butée supérieure s'étend sur 85 environ. Toutefois, elle pourrait également s'étendre au-delà, entre 110 et 150 par exemple.
Ainsi, comme on peut le constater sur la FIG 3, la configuration de la bague obturatrice 41 permet d'obtenir une loi de dosage linéaire entre la position de butée inférieure, de coordonnée angulaire b2, jusqu'à la position seuil, de coordonnée angulaire b3, et une loi de dosage quadratique depuis la position seuil jusqu'à la position de butée supérieure, de coordonnée angulaire b4. Dès lors, cette loi étant programmée dans le calculateur de la turbomachine, ce dernier est capable de piloter le boisseau 32 à l'aide du moteur pas-à-pas 22 afin de l'amener dans la position correspondant au débit de consigne qu'on lui a fourni.
Dans l'exemple qui vient d'être décrit, c'était la bague obturatrice du boisseau qui bénéficiait d'une géométrie variable pour régler le débit du carburant en fonction de la position angulaire du boisseau ; toutefois, il va de soi que ce profil variable peut également être porté par l'orifice d'entrée 31e du siège 31 tandis que la découpe de la bague obturatrice 41 est de largeur axiale L constante. Plus généralement, il est possible d'imaginer toute combinaison de profil entre la bague obturatrice 41 et l'orifice d'entrée 31e tant que celle-ci aboutit à une variation souhaitée de la section de passage en fonction de la position angulaire du boisseau et donc du débit : par exemple, il est possible d'imaginer une rampe hélicoïdale de pente constante sur la bague obturatrice 41 associée à une forme ad hoc de l'orifice d'entrée 31e.
Les FIG 4A et 4B illustrent un deuxième exemple de réalisation d'une vanne de dosage 121 dont la section de passage est variable. Cette vanne 121 comprend un siège 131, muni d'un orifice d'entrée 131e et d'un orifice de sortie 131s, dans lequel est introduit une came 132 connectée à
son actionneur 22 par un arbre 133 d'axe A. La came 132 est supportée par des roulements à billes 134 qui lui permettent de tourner librement au sein du siège 131 lorsqu'elle est pilotée par l'actionneur 22. En outre, des dispositifs de rattrapage de jeu axial et angulaire peuvent être prévus pour supprimer d'éventuels jeux axiaux ou angulaires pouvant affecter la position de la came 132.
Lorsque la came 132 est insérée dans le siège 131, celle-ci se positionne à proximité de l'orifice d'entrée 131e. Elle possède une épaisseur radiale e variable de manière à laisser un jeu radial j plus ou moins important devant l'orifice d'entrée 131e en fonction de sa position par rapport au siège 131. Ainsi, comme cela est représenté sur la 48, en un point de butée inférieure 142, d'azimut a2 nul par convention, l'épaisseur radiale e de la came 132 est suffisante pour obturer complètement l'orifice d'entrée 131e de la vanne 121. En progressant alors le long de la came 132 dans le sens horaire, cette épaisseur radiale e diminue linéairement, c'est-à-dire proportionnellement à la distance parcourue, jusqu'à un point de seuil 143 d'azimut a3. En continuant de progresser le long de la came 132 dans le sens horaire à partir du point de seuil 143, l'épaisseur radiale e diminue ensuite quadratiquement, c'est-à-dire proportionnellement au carré de la distance parcourue depuis le point de seuil 143, jusqu'à un point de butée supérieure 144 d'azimut a4.
Une telle came 132 dont l'épaisseur radiale e est variable permet d'obtenir une loi de dosage linéo-quadratique du carburant analogue à
celle déjà décrite et représentée sur la FIG 3.
La FIG 5 illustre un troisième exemple de réalisation d'une vanne de dosage 221 dont la section de passage est variable. Cette vanne 221 comprend un siège 231, muni d'un orifice d'entrée 231e, d'un orifice de sortie 231s, et d'un passage de restriction 231r. Un pointeau 232 est introduit dans le siège 231 de manière à ce que sa pointe 241 s'engage dans le passage de restriction 231r. Le pointeau 232 est solidaire d'une tige 233 munie d'une crémaillère 234 sur laquelle engrène un pignon 235 de l'actionneur 22, l'actionneur 22 pouvant ainsi entraîner axialement le pointeau 232 le long de son axe A.

La pointe 241 du pointeau possède une épaisseur radiale e variable de manière à réaliser un jeu radial plus ou moins important avec les parois du passage de restriction 231r en fonction de la position du pointeau 232 par rapport au siège 231. De manière analogue aux exemples précédemment décrits, en un point de butée inférieure l'épaisseur radiale e de la pointe 241 est suffisante pour obturer complètement le passage de restriction 231r. En progressant alors le long de la pointe, cette épaisseur radiale e diminue de telle sorte que la section du passage de restriction croit linéairement, c'est-à-dire proportionnellement à la distance parcourue par le pointeau, jusqu'à un point de seuil. En continuant de progresser le long de la pointe 241 à partir du point de seuil, l'épaisseur radiale e diminue ensuite de telle sorte que la section du passage de restriction croit quadratiquement, c'est-à-dire proportionnellement au carré de la distance parcourue par le pointeau depuis le point de seuil, jusqu'à un point de butée supérieure.
Un tel pointeau 232 dont l'épaisseur radiale e est variable permet à
nouveau d'obtenir une loi de dosage linéo-quadratique du carburant analogue à celle déjà décrite et représentée sur la FIG 3.
Les modes ou exemples de réalisation décrits dans le présent exposé sont donnés à titre illustratif et non limitatif, une personne du métier pouvant facilement, au vu de cet exposé, modifier ces modes ou exemples de réalisation, ou en envisager d'autres, tout en restant dans la portée de l'invention.
De plus, les différentes caractéristiques de ces modes ou exemples de réalisation peuvent être utilisées seules ou être combinées entre elles.
Lorsqu'elles sont combinées, ces caractéristiques peuvent l'être comme décrit ci-dessus ou différemment, l'invention ne se limitant pas aux combinaisons spécifiques décrites dans le présent exposé. En particulier, sauf précision contraire, une caractéristique décrite en relation avec un mode ou exemple de réalisation peut être appliquée de manière analogue à un autre mode ou exemple de réalisation.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de dosage d'un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur, comprenant une vanne de dosage (21), et un dispositif de régulation de pression (23) maintenant une différence de pression constante entre l'aval et l'amont de la vanne de dosage (21), dans lequel la vanne de dosage (21) comprend - un siège (31), muni d'un orifice d'entrée (31e) et d'un orifice de sortie (31s), - un obturateur (32), disposé au sein du siège (31), et - un actionneur (22), pilotant la position de l'obturateur (32), et dans lequel l'obturateur (32) définit un passage entre l'orifice d'entrée (31e) et l'orifice de sortie (31s) dont la section minimale est variable en fonction de la position de l'obturateur (32) le long d'une course s'étendant entre une butée inférieure et une butée supérieure et passant par une position seuil, caractérisé en ce que l'obturateur (32) est configuré de sorte que, d'une part, la section minimale dudit passage, et donc le débit de carburant passant à travers la vanne (21), croit linéairement en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur entre la butée inférieure (b2) et la position seuil (b3) et que, d'autre part, la section minimale dudit passage, et donc le débit de carburant, croit quadratiquement, ou plus rapidement, en fonction de la coordonnée de la position de l'obturateur (32) entre la position seuil (b3) et la butée supérieure (b4).

2. Dispositif de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position seuil (b3) correspond à la position de l'obturateur (32) dans laquelle le débit de carburant passant à travers la vanne (21) est égal à un débit nominal (DN) de fonctionnement du moteur, de préférence le débit nominal de croisière ou le débit nominal de décollage lorsque ledit moteur est un moteur d'aéronef.

3. Dispositif de dosage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé
en ce que la butée supérieure (b4) correspond à la position de l'obturateur (32) dans laquelle le débit de carburant est égal au débit maximal d'urgence (DU) du moteur.

4. Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la position seuil (b3) se situe à une coordonnée comprise entre 50% et 90% de la course de l'obturateur (32) depuis la butée inférieure (b2) jusqu'à la butée supérieure (b4), de préférence entre 60% et 80% de cette course.

5. Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'obturateur est un boisseau (32) entraîné en rotation autour de son axe central (A) par l'actionneur (22) et en ce que ledit boisseau (32) possède une bague obturatrice (41) configurée pour obturer une section variable de l'orifice d'entrée (31e), la largeur axiale (L) de ladite bague obturatrice (41) étant constante entre un azimut de butée inférieure (a2) et un azimut de seuil (a3) et diminuant linéairement entre ledit azimut de seuil (a3) et un azimut de butée supérieure (a4).

6. Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'obturateur est une came (132) entraînée en rotation autour de son axe central (A) par l'actionneur (22) et en ce que ladite came (132) possède une épaisseur radiale (e) variable réalisant un jeu radial (j) variable entre l'orifice d'entrée (131e) et la came (132), ladite épaisseur radiale (e) diminuant linéairement entre un azimut de butée inférieure (a2) et un azimut de seuil (a3) et quadratiquement entre ledit azimut de seuil (a3) et un azimut de butée supérieure (a4).

7. Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'obturateur est un pointeau (232) entraîné
axialement le long de son axe central (A) par l'actionneur (22) et en ce que ledit pointeau (232) est mobile au sein d'un passage de restriction (231r) avec lequel il réalise un jeu radial variable.

8. Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'actionneur (22) est un moteur pas-à-pas, de préférence dépourvu de réducteur.

9. Turbomachine, caractérisé en ce qu'elle comprend un circuit d'alimentation en carburant (1) équipé d'un dispositif de dosage (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8

10. Hélicoptère, caractérisé en ce qu'il comprend une turbomachine selon la revendication 9.